JP2010024531A - 高周波用無方向性電磁鋼鋳片の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】常法の製造工程を変えることなく、高周波鉄損と強度の良好な無方向性電磁鋼板を、低コストでかつ生産性よく製造することが可能な無方向性電磁鋼鋳片とその製造方法を提供する。
【解決手段】質量％で、Ｃ：０．００５％以下、Ｓｉ：０．１％以上７．０％以下、Ｍｎ：０．１％以上２．０％以下、Ｐ：０．２％以下、Ｓ：０．００５％以下、Ａｌ：０．２％以上５．０％以下、Ｃｒ：０．１％以上１０％以下、ＲＥＭ：０．０００５％以上０．０３％以下、Ｎ：０．００５％以下、Ｏ：０．００５％以下および残部が鉄および不可避的不純物からなることを特徴とする高周波用無方向性電磁鋼鋳片。
【選択図】図１

Description

本発明は、モーター鉄芯などの高周波用途に用いられる、優れた固有抵抗を有する高級グレードの無方向性電磁鋼鋳片、およびその製造方法に関するものである。

近年、地球温暖化防止の観点から省エネが大きな問題となっており、冷暖房器具のモーターや電気自動車のメインモーターなどの分野で、更なる消費電力の低減が求められている。これらのモーターは、高回転で使用されることが多い。このため、モーター素材となる無方向性電磁鋼板に対し、従来の商用周波数である５０〜６０Ｈｚよりも高周波域での鉄損の改善と、高回転でも変形や破壊を引き起こさないような高強度の両立が求められるようになってきた。

従来の無方向性電磁鋼板では、高周波域での鉄損を改善するため、ＳｉやＡｌの含有量を増加させ、電気抵抗を増加させる方策と、製品の板厚を極力薄くする方策が主として採られてきた。

しかし、鋼板のＳｉ＋Ａｌ量を増加させると脆性が著しく悪化し、鋼板製造時に鋼板が破断するなどの操業異常が多発して、生産性やコストが著しく悪化する問題があった。また、製品板厚を薄くすると、高回転時の鋼板の変形が大きくなるため、モーターの回転数に上限が生じる問題があった。

これに対し、ＳｉやＡｌ以外で鋼板の電気抵抗を増加させる有効元素が検討されており、その１つに、Ｃｒがある。例えば、Ｓｉ、Ａｌを含有し、Ｃｒを０．５〜５．５質量％含有した鋼板は、６００Ｈｚの高周波において良好な鉄損を示すことが、特許文献１に開示されている。さらに、また、５質量％以下のＣｒ添加により鋼板の強度が増すことが、特許文献２に開示されている。このため、５質量％以下程度のＣｒの含有は、前述の用途に対して好適であると言える。

ところが、転炉から真空脱ガス装置を介して精錬し、連続鋳造法を用いる常法の製造プロセスによってＣｒを含有する無方向性電磁鋼板を製造する場合、以下に説明する問題が発生する。

通常の連続鋳造法では、溶鋼と大気との接触を防ぐため、種々の対策が採られている。例えば、脱ガス処理後の溶鋼は、溶融フラックスで溶鋼表面を覆うなどのシールが行われている。また、タンディッシュ内の雰囲気は、Ａｒなどの不活性ガスにより置換されている。

しかし、取鍋からタンディッシュへの受鋼部などでは、僅かな隙間から、タンディッシュ雰囲気に大気が混入し、また、受鋼部の溶鋼流動が乱流化して、溶融フラックスシールの悪い部分が生じるため、ここで、溶鋼がタンディッシュ雰囲気から窒素を吸収して、溶鋼中の溶存窒素量が不可避的に増加する。

さらに、非特許文献１などに開示されている通り、溶鋼がＣｒを含有する場合には、溶鋼の窒素溶解度が増加することが知られている。例えば、溶鋼が５質量％程度のＣｒを含有すると、窒素の溶解度が数１０％増加する。このため、Ｃｒを含有する溶鋼中の溶存窒素は、脱ガス処理以降のタンディッシュ受鋼部などにおいて、特に増加し易い。

鋼中の溶存窒素量が増加すると、Ａｌを多量に含有する無方向性電磁鋼板では、鋼板の焼鈍時にＡｌＮが多量に析出し、これが、鋼板の結晶粒成長をピン止め阻害して、結晶粒径を微細化させ、鋼板の鉄損を著しく悪化させる。この影響を回避するため、溶鋼中の溶存窒素量は、できる限り少ないことが好ましく、溶存窒素量の増加をできる限り防止することが求められる。

溶存窒素量の増加を防ぐためには、取鍋前での脱ガス処理の強化、または、タンディッシュでの雰囲気シールの強化などの改善対策を要する。また、ＡｌＮの抑制は、焼鈍温度を低温化して、再析出を防止することで可能であるものの、この場合、焼鈍を長時間化する必要がある。これらは、製造コストや生産性の面で、大きな阻害要因となっている。

特開平１１−２２９０９５号公報 特開昭６４−２２６号公報 日本鉄鋼協会編、鉄鋼便覧第３版Ｉ基礎編、ｐ．１５９

本発明は、常法の製造工程を変えることなく、高周波鉄損と強度の良好な無方向性電磁鋼板を、低コストでかつ生産性よく製造することが可能な無方向性電磁鋼鋳片と、その製造方法を提供することを目的とする。

本発明の要旨は次の通りである。

（１）質量％で、Ｃ：０．００５％以下、Ｓｉ：０．１％以上７．０％以下、Ｍｎ：０．１％以上２．０％以下、Ｐ：０．２％以下、Ｓ：０．００５％以下、Ａｌ：０．２％以上５．０％以下、Ｃｒ：０．１％以上１０％以下、ＲＥＭ：０．０００５％以上０．０３％以下、Ｎ：０．００５％以下、Ｏ：０．００５％以下、および、残部が鉄および不可避的不純物からなることを特徴とする高周波用無方向性電磁鋼鋳片。

（２）転炉および２次精錬により脱酸および脱ガス処理し、質量％で、Ｃ：０．００５％以下、Ｓｉ：０．１％以上７．０％以下、Ｍｎ：０．１％以上２．０％以下、Ｐ：０．２％以下、Ｓ：０．００５％以下、Ａｌ：０．２％以上５．０％以下、Ｃｒ：０．１％以上１０％以下、Ｏ：０．００５％以下に成分を調整し、その後、ＲＥＭ：０．０００５％以上０．０３％以下添加した溶鋼を、取鍋からタンディッシュを経て鋳型内に注入して鋳造する方法であって、鋳型内に注入される溶鋼中のＮを０．００５質量％以下とすることを特徴とする高周波用無方向性電磁鋼鋳片の製造方法。

（３）前記タンディッシュ内の雰囲気が、不活性ガスで置換され、窒素濃度が１体積％以下であることを特徴とする上記（２）に記載の高周波用無方向性電磁鋼鋳片の製造方法。

本発明の鋳片によれば、鋼中に存在する窒素の量が抑制されているため、Ｃｒを含有する無方向性電磁鋼板を製造する際に、鋼板中のＡｌＮの析出量を抑制して結晶粒成長性を改善することができ、高周波域での鉄損と強度特性に優れた無方向性電磁鋼板を、低コストでかつ生産性よく製造することが可能となり、モーター特性を改善して、省エネに貢献することができる。

本発明者らは、Ｃｒを含有する無方向性電磁鋼の溶鋼に、適量のＲＥＭを含有させることで、脱ガス処理工程以降での溶存窒素の増加を抑制でき、これにより、鋼板中に析出するＡｌＮが抑制され、結晶粒成長が阻害されなくなることを知見した。これについて、以下に詳細に説明する。

本発明で対象とする高級グレードの無方向性電磁鋼板は、Ａｌを０．２質量％以上含有するものであるが、このＡｌは、鋼板中の溶存窒素と結合して、円相当径が０．１μｍから１０μｍ程度の微細なＡｌＮ析出物を形成する。この場合、鋼中のＡｌ濃度は、ＡｌＮ析出物の形成に十分なため、ＡｌＮの個数は、鋼中の溶存窒素量に支配的に影響される。ＡｌＮ析出物が多数生成すると、焼鈍時の鋼の結晶粒成長がピン止め阻害される。

鋼板製品の結晶粒径は、平均値で５０〜２００μｍ程度が、良好な鉄損値を得る上で好適であるが、温度範囲が７５０〜１１００℃で、時間が５秒〜５分の通常の焼鈍によって、上記範囲にまで粒成長させるためには、微細ＡｌＮ析出物の個数密度を、少なくとも１０¹¹個／ｃｍ³以下に抑える必要があることがゼナー（Ｚｅｎｅｒ）により提示されている。

鋼板中の溶存窒素量が、全て、微細ＡｌＮを形成したと考えたとき、ＡｌＮの個数密度を、上記範囲内とするためには、ＡｌＮの個数および密度から計算すると、溶存窒素量を０．００５質量％以下とする必要がある。

ここで、製品板の析出物および結晶粒径の調査方法の一例を述べる。製品板を鏡面研磨し、黒沢らの方法（黒沢文夫、田口 勇、松本龍太郎：日本金属学会誌、４３（１９７９），ｐ．１０６８）により、非水溶溶媒液中でサンプルを電解腐食してＡｌＮ析出物を残したまま、鋼のみ溶解させて介在物を抽出し、ＳＥＭ−ＥＤＸを用いて調査する。また、レプリカを採取し、レプリカに転写された介在物をフィールドエミッション型透過電子顕微鏡により調査する。結晶粒径は製品板の鏡面研磨板をナイタールエッチングして、光学顕微鏡を用いて調査する。

ところで、溶鋼中の溶存窒素量を０．００１質量％以下にまで脱ガス処理することは現在の技術レベルで可能であるが、０．００１質量％以下に下げると、コストの増加を招くため、現実的ではない。

また、前述の通り、タンディッシュなどでの雰囲気暴露により溶存窒素量が増加する懸念があり、さらに、高周波特性等の改善のため、溶鋼にＣｒを含有させた場合は、窒素が増加し易くなるため、溶存窒素量を０．００１質量％以下にまで下げることは、実用的にもメリットが少ない。

以上を鑑みると、脱ガス処理工程以降でタンディッシュ出口（すなわち、鋳型内に注入される）までの、Ｃｒを含有する無方向性電磁鋼の溶鋼への溶存窒素の増加量を、最大で０．００４質量％以下に抑えることができれば、鋼板中の溶存窒素量を０．００５質量％以下とすることが可能となり、ＡｌＮ析出物個数が十分に少なくなって、結晶粒成長が良好となることが判る。

そこで、溶鋼に適量のＲＥＭを含有させることで、脱ガス処理以降での溶存窒素の増加を、この範囲に抑制できることを、本発明者らは、今回、知見した。これについて、以下に説明する。

ここで、ＲＥＭとは、原子番号が５７のランタンから７１のルテシウムまでの１５元素に原子番号が２１のスカンジウムと原子番号が３９のイットリウムを加えた合計１７元素の総称である。これらは、強い脱酸元素であり、溶鋼に添加すると、ＲＥＭの一部は、溶鋼中の酸素と結合して、ＲＥＭ酸化物を形成する。

ところで、本発明で対象とする高級グレードの無方向性電磁鋼は、強脱酸元素であるＡｌを、後述の適正な成分範囲に示す０．２質量％以上５．０質量％以下と、多量に含有する。通常の製造プロセスでは、転炉などで精錬した溶鋼に、２次精錬装置により脱ガスなどの処理を施した後に、脱酸元素の合金を添加して、成分を調整する。これは、十分に脱酸処理を行った上で脱酸元素の合金を添加するほうが、合金の歩留まりが良好だからである。

また、高価なＲＥＭの歩留まりを改善するため、通常、ＲＥＭは、脱酸元素の合金を添加した後に、最後に添加される。このとき、鋼中に溶存する酸素量は、Ａｌの脱酸平衡により０．００２質量％以下である。よって、溶鋼にＲＥＭを十分量添加すると、溶鋼中の溶存酸素が少ないため、ＲＥＭの一部は、溶存ＲＥＭとなる。

この溶鋼が、取鍋からタンディッシュに注入される際に、前述の弱シール状態により大気を混入した雰囲気に溶鋼が晒されると、溶存ＲＥＭは、タンディッシュ雰囲気に混入した大気に含まれる酸素により溶鋼の表面で酸化されて、酸化物皮膜を形成し、溶鋼への窒素の侵入を阻害し、これにより、溶存窒素の増加が抑制されると考えられる。

溶鋼への窒素の侵入を阻害するため、溶鋼中に溶存状態のＲＥＭが必要であり、このため、鋼中のＲＥＭ量に下限値が存在する。前述の通り、脱酸処理から合金添加の後の鋼中溶存酸素量は０．００２質量％以下であるが、このとき、溶存ＲＥＭを得るためには、脱酸平衡関係により、鋼中に０．０００５質量％以上のＲＥＭが含有される必要がある。

さらに、溶存ＲＥＭ量を増やして窒素侵入阻害効果を確実にするために、０．００１質量％以上であればより好ましく、０．００２質量％以上であればさらによい。

一方、ＲＥＭ添加量を増やすと、コスト的に不利となるばかりでなく、溶鋼の流動性が悪化して浸漬ノズルの閉塞を引き起こし、鋳造の安定性を阻害するため、上限値として０．０３質量％以下とする必要がある。

但し、コストの観点から、０．０１質量％以下であればより好ましく、０．００５質量％以下であれば、一層好ましい。

次に、本発明における成分組成の限定理由について説明する。

［Ｃ］：Ｃは、磁気特性に有害となるばかりか、Ｃの析出による磁気時効が著しくなるので、上限を０．００５質量％とした。０．００４質量％以下であればより好ましく、０．００３質量％以下であれば、さらに好ましく、０．００２５質量％以下であれば、一層好ましい。下限は０質量％を含む。

［Ｓｉ］：Ｓｉは、鉄損を減少させる元素である。下限の０．１質量％未満であると、鉄損が悪化する。なお、鉄損をさらに減少させる観点から、好ましい下限は０．３質量％、より好ましくは０．７質量％、さらに好ましくは１．０質量％である。

また、上限の７．０質量％を超えると、加工性が著しく不良となるため、上限を７．０質量％とした。なお、上限として、より好ましい値は、冷延性がより良好な４．０質量％であり、さらに好ましい値は、３．０質量％であり、一層好ましい値は、２．５質量％である。

［Ｍｎ］：Ｍｎは、鋼板の硬度を増加させ、打抜性を改善するために、０．１質量％以上添加する。なお、上限の２．０質量％は、経済的理由によるものである。

［Ｐ］：Ｐは、材料の強度を高め、加工性を改善する。但し、過剰な場合は冷延性を損ねるため、０．２質量％以下とした。なお、含有量の下限値は、微量でも含有されていればよいため、０質量％超とする。

［Ｓ］：Ｓは、ＭｎＳやＴｉＳ等の硫化物となり、粒成長性を悪化させ、鉄損を悪化させる。その実用上の上限を、０．００５質量％とした。但し、好ましくは、０．００３質量％である。下限は、０質量％を含む。

［Ａｌ］：Ａｌは、Ｓｉ同様に、鉄損を減少させる元素である。下限の０．２質量％未満では、鉄損が悪化し、上限の５．０質量％を超えると、コストの増加が著しい。また、ＡｌＮ析出抑制の観点から、上限は低いほうがよく、４．０質量％以下であれば、より好ましく、３．０質量％以下であれば、一層好ましい。

Ａｌの下限は、鉄損の観点から、好ましくは、０．２質量％、より好ましくは、０．３質量％、さらに好ましくは、０．６質量％とする。

［Ｃｒ］：Ｃｒは、固有抵抗を高めて鉄損を改善する。また、鋼板の強度を増す。０．１質量％未満では効果が小さい。また、１０質量％を超えると、溶鋼の窒素溶解度が著しく増加して、溶鋼への吸窒速度が著しく増加する。このため、ＲＥＭによる窒素の侵入抑制効果が維持できなくなり、雰囲気から溶鋼中へ窒素が吸収されて鋼中の窒素含有量が増加し、ＡｌＮの析出量が過多となる。よって、０．１質量％以上１０質量％以下とした。

なお、５質量％以下であれば、吸窒速度がより小さいため、窒素増加をより安定して抑制でき、かつ、磁束密度の低下が抑制されるため、上限を５質量％とすることが、より好ましい。上限を３質量％とすると、さらに好ましい。また、下限については、０．２質量％以上とすると、鋼板の強度が増して好ましく、０．３質量％以上とするとより好ましく、０．５質量％以上でさらに好ましい。

［Ｎ］：Ｎは、ＡｌＮなどの窒化物となって結晶粒成長をピン止め阻害し、鉄損を悪化させる。前述の通り、通常の焼鈍によって特性良好となる結晶粒径に成長させるため、ＡｌＮ数を抑制する観点より、上限を０．００５質量％とした。

なお、ＡｌＮ数をさらに抑制して、結晶粒成長をさらに改善するため、上限は、好ましくは０．００３質量％、より好ましくは０．００２５質量％、さらに好ましくは０．００２質量％である。

また、前記の理由により、Ｎは、できる限り少ないほうが好ましいが、０質量％に限りなく近づけるには、工業的な制約が大きいため、下限を０質量％超とし、実用上の下限として０．００１質量％を目安とする。

なお、Ｎ低下に要するコストアップを許容して、０．０００５質量％まで下げると、窒化物が抑制されてより好ましく、０．０００１質量％まで下げると、さらに好ましい。

［ＲＥＭ］：ＲＥＭは、溶鋼中で酸化物を形成する他、溶存して溶鋼の表面で雰囲気中の酸素と反応して酸化物を形成し、溶鋼への窒素の吸収を抑制する効果を持つ。上下限値については前記の通りである。なお、常法によると、ミッシュメタルなどの合金の形態で溶鋼に添加するが、この場合、ＲＥＭとしてランタンならびにセリウムを含有する。

このように、ＲＥＭの元素であれば１種だけ用いても、または、２種以上の元素を組み合わせて用いても、本発明の範囲内であれば、上記の効果は発現する。

［Ｏ］：Ｏは、溶鋼中に０．００５質量％より多く含有されると、酸化物が多数生成し、この酸化物によって、磁壁移動や結晶粒成長が阻害される。よって、０．００５質量％以下とする。下限は０質量％を含む。

また、以下に示す元素について、選択元素として添加してもよい。

［Ｔｉ］：Ｔｉは、ＴｉＮ、ＴｉＳなどの微細介在物を生成し、粒成長性を悪化させ、鉄損を悪化させる。その実用上の上限として、０．０２質量％とするが、好ましくは０．０１質量％、より好ましくは０．００５質量％である。なお、下限は０質量％を含む。

［Ｃｕ］：Ｃｕは、耐食性を向上させ、また、固有抵抗を高めて鉄損を改善する。但し、過剰な場合は、製品板の表面にヘゲ疵などが発生して表面品位を損ねるため、１．０質量％以下が好ましい。なお、含有量の下限値は、微量でも含有されていればよいため、０質量％超とする。

［Ｃａ］および［Ｍｇ］：ＣａおよびＭｇは、脱硫元素であり、鋼中のＳと反応してサルファイドを形成し、Ｓを固定する。添加量を多くすれば、脱硫効果が強化されるが、上限の０．０５質量％を超えると、過剰なＣａおよびＭｇのサルファイドにより、粒成長が妨げられる。よって０．０５質量％以下が好ましい。

含有量の下限値は、微量でも含有されていればよいため、０質量％超とする。なお、上記の含有量は、ＣａとＭｇの合計量であり、少なくともいずれか一方を含む。

［Ｎｉ］：Ｎｉは、磁気特性に有利な集合組織を発達させ、鉄損を改善する。但し、過剰な添加はコスト高となるため、３．０質量％を上限とした。なお、含有量の下限値は、微量でも含有されていればよいため、０質量％超とする。

［Ｓｎ］および［Ｓｂ］：ＳｎおよびＳｂは偏析元素であり、磁気特性を悪化させる（１１１）面の集合組織を阻害し、磁気特性を改善する。これらは１種だけ用いても、または、２種を組み合わせて用いても、上記の効果を発揮する。但し、０．３質量％を超えると冷延性が悪化するため、０．３質量％を上限とした。なお、含有量の下限値は、微量でも含有されていればよいため、０質量％超とする。

［Ｚｒ］：Ｚｒは、微量でも結晶粒成長を阻害し、歪取り焼鈍後の鉄損を悪化させる。よって、できる限り低減して、０．０１質量％以下とすることが好ましい。なお、下限は、０質量％を含む。

［Ｖ］：Ｖは、窒化物あるいは炭化物を形成し、磁壁移動や結晶粒成長を阻害する。このため、０．０１質量％以下とすることが好ましい。なお、下限は、０質量％を含む。

［Ｂ］：Ｂは、粒界偏析元素であり、また、窒化物を形成する。この窒化物によって粒界移動が妨げられ、鉄損が悪化する。よって、できる限り低減して、０．００５質量％以下とすることが好ましい。なお、含有量の下限値は、微量でも含有されていればよく、０質量％超とする。

以上の他にも、公知の元素を添加することが可能であり、例えば、磁気特性を改善する元素として、Ｂｉ、Ｇｅなどを用いることができ、これらを、所要の磁気特性に応じて適宜選択すればよい。また、上述した成分以外の元素で、本発明の鋼の効果を大きく妨げるものでなければ、含有していてもよく、本発明の範囲内とする。

次に、本発明における好ましい製造方法について説明する。転炉を経て２次精錬炉などにより脱ガス処理し、溶鋼中の溶存窒素量などを低減させるとともに、合金添加により、本発明の所定の成分に調整する。

この様に成分調整された溶鋼にＲＥＭを添加し、溶鋼中のＲＥＭ量を、０．０００５質量％以上０．０３質量％以下に調整することが、溶鋼の吸窒を防止しつつ、安定した鋳造を行なう上で最も肝要である。

この溶鋼を取鍋に受鋼し、タンディッシュを経て、浸漬ノズルを介して鋳型内に溶鋼を供給して鋳造し、鋳片を得る。ここで、鋳型内に注入される溶鋼中のＮ、および、得られる鋳片中のＮを、０．００５質量％以下とすることができる。

また、タンディッシュでの溶鋼の吸窒をより確実に抑制するために、タンディッシュ内の雰囲気を、Ａｒなどの不活性ガスで置換して、雰囲気の窒素濃度を１体積％以下にすることが好ましい。

なお、得られる鋳片中のＮを０．００５質量％以下とするためには、２次精錬炉などにより脱ガス処理した溶鋼中の溶存窒素量を０．００５質量％以下とする必要があることは自明である。

ちなみに、上述の通り、溶鋼中の溶存窒素量が０．００１質量％までは、現実的に可能である。従って、溶鋼中のＲＥＭ量と溶鋼への窒素侵入増加分を予め実験などにより確認しておき、２次精錬炉などにより脱ガス処理した溶鋼中の溶存窒素量に対応して、ＲＥＭ添加量を設定することが推奨される。

以上の方法により得られた鋳片を熱間圧延し、必要に応じて熱延板焼鈍を行い、一回または中間焼鈍を挟む二回以上の冷間圧延により製品厚に仕上げ、次いで、仕上げ焼鈍し、絶縁皮膜を塗布することにより、溶鋼窒化の影響を受けることなく、所定の特性を有する製品板を得ることが可能となる。

以下に、本発明の効果を実施例に基づいて説明する。

（実施例１）
質量％で、Ｃ：０．００２％、Ｓｉ：２．０％、Ｍｎ：０．３％、Ｐ：０．０５％、Ｓ：０．００１９％、Ａｌ：２．０％、Ｃｒ：２．０％、Ｏ：０．００１％を含有し、表１に示す通り、ＲＥＭ（ランタンとセリウムからなる）を種々含有し、残部が鉄および不可避的不純物からなる成分組成の鋼を、転炉と真空脱ガス装置により精錬して、取鍋に受鋼した。

この時の溶鋼中のＮ濃度は０．００２質量％であった。その後、Ａｒガスパージにより雰囲気窒素濃度を０．５体積％にしたタンディッシュを経て、浸漬ノズルにより、鋳型内に溶鋼を供給して、連続鋳造し鋳片を得た。さらに、鋳片を熱延し、熱延板を熱延板焼鈍し、厚さ０．３ｍｍに冷延し、１０００℃×３０秒の仕上げ焼鈍を行い、絶縁皮膜を塗布して製品を得た。

製品板のＡｌＮ析出物および結晶粒径は前記の方法により調査し、製品板の鉄損は、製品板を２５ｃｍ長に切断してＪＩＳ−Ｃ−２５５０に示すエプスタイン法により調査した。また、製品板の窒素値をカントバック分析した。

結果を、表１および図１に示す。本発明に準拠しＲＥＭ量を０．００１２〜０．０１２７質量％としたＮｏ．１〜Ｎｏ．４では、製品板の窒素量が、０．００２８〜０．００４４質量％で、０．００５質量％以下であり、また、鋳造安定であった。さらに、製品板の結晶粒径が１２０〜１６０μｍであり、鉄損値が３８．７〜３９．５Ｗ／ｋｇであり、特性良好であった。

一方、ＲＥＭ量が本発明範囲の下限に満たないＮｏ．５と６の製品板は、窒素量が、０．００６３〜０．００６９質量％であり、０．００５質量％を超えた。また、製品板中には、径０．１〜１０μｍのＡｌＮが多数観察され、結晶粒成長をピン止め阻害したことが明らかであり、結晶粒成長ならびに鉄損値が劣る結果が得られた。また、ＲＥＭ量が本発明範囲の上限を超えるＮｏ．７は、製品板の特性は良好であったが、ＲＥＭが過多であり、鋳造時に浸漬ノズルの閉塞が発生し鋳造が中断した。

（実施例２）
質量％で、Ｃ：０．００２％、Ｓｉ：２．２％、Ｍｎ：０．２％、Ｐ：０．１％、Ｓ：０．００２％、Ａｌ：２．０％を含有し、表２に示す通り、Ｃｒ、ＲＥＭ（ランタンとセリウムからなる）、および、Ｎを種々含有し、残部が鉄および不可避的不純物からなる成分の鋼を、転炉と真空脱ガス装置により精錬して、取鍋に受鋼した。

この時の溶鋼中のＮ濃度は０．００２質量％であった。その後、Ａｒガスパージにより雰囲気窒素濃度を０．５体積％にしたタンディッシュを経て、浸漬ノズルにより、鋳型内に溶鋼を供給して連続鋳造し、鋳片を得た。

また、鋳片の一部を切り出して窒素値を分析した。さらに、鋳片を熱延し、熱延板を熱延板焼鈍し、厚さ０．３ｍｍに冷延し、１０００℃×３０秒の仕上げ焼鈍を行い、絶縁皮膜を塗布して製品を得た。また、製品板の結晶粒径と鉄損値と窒素値を前記の方法により調査した。

結果を、表２に示す。表２に示す通り、本発明に準拠するＮｏ．１〜Ｎｏ．４は、製品板の窒素量が０．００５質量％以下であり、製品板のＡｌＮ析出物の個数密度が十分少なく、結晶粒径が十分大きく、鉄損値が低く、特性良好であった。一方、本発明範囲外のＮｏ．５〜Ｎｏ．１０では、製品板の窒素量が０．００５質量％を超え、製品特性が不良であった。

以上説明した通り、本発明によれば、Ｃｒを含有する無方向性電磁鋼板を連続鋳造法により製造する際に、溶鋼に溶存する窒素の量を抑制し、鋼板中のＡｌＮの析出量を抑制して結晶粒成長性を改善することができ、高周波域での鉄損と強度特性に優れた無方向性電磁鋼板を、低コストでかつ生産性よく製造することが可能となり、モーター特性を改善して省エネに貢献することができる。よって、本発明は、電磁鋼板製造産業および電磁鋼板利用産業において、利用可能性が高いものである。

ＲＥＭ含有量と製品板鉄損値の関係を示す図である。

Claims (3)

1. 質量％で、
   Ｃ：０．００５％以下、
   Ｓｉ：０．１％以上７．０％以下、
   Ｍｎ：０．１％以上２．０％以下、
   Ｐ：０．２％以下、
   Ｓ：０．００５％以下、
   Ａｌ：０．２％以上５．０％以下、
   Ｃｒ：０．１％以上１０％以下、
   ＲＥＭ：０．０００５％以上０．０３％以下、
   Ｎ：０．００５％以下、
   Ｏ：０．００５％以下、および、
   残部が鉄および不可避的不純物からなることを特徴とする高周波用無方向性電磁鋼鋳片。
2. 転炉および２次精錬により脱酸および脱ガス処理し、質量％で、Ｃ：０．００５％以下、Ｓｉ：０．１％以上７．０％以下、Ｍｎ：０．１％以上２．０％以下、Ｐ：０．２％以下、Ｓ：０．００５％以下、Ａｌ：０．２％以上５．０％以下、Ｃｒ：０．１％以上１０％以下、Ｏ：０．００５％以下に成分を調整し、その後、ＲＥＭ：０．０００５％以上０．０３％以下添加した溶鋼を、取鍋からタンディッシュを経て鋳型内に注入して鋳造する方法であって、鋳型内に注入される溶鋼中のＮを０．００５質量％以下とすることを特徴とする高周波用無方向性電磁鋼鋳片の製造方法。
3. 前記タンディッシュ内の雰囲気が、不活性ガスで置換され、窒素濃度が１体積％以下であることを特徴とする請求項２に記載の高周波用無方向性電磁鋼鋳片の製造方法。

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